【手続補正書】
【提出日】平成18年5月1日(2006.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  所定の周波数で励振される圧電素子を備えた圧電振動子と、該圧電素子に電流を流して励振させる発振用増幅器と、温度変化による発振周波数の変化を補償する周波数温度補償回路と、を備えた圧電発振器であって、前記周波数温度補償回路は、周囲温度によりパラメータが変化する温度検出部と、該温度検出部により変化したパラメータに基づいて電圧を発生する温度補償用電圧発生部と、該温度補償用電圧発生部の出力電圧に基づいて容量が変化する複数の可変容量素子と、を備え、前記温度補償用電圧発生部は、所定の電位を有する基準電圧を発生する基準制御電圧発生部と、前記圧電素子の温度特性の常温を中心として低温側の温度特性を補償する電圧を発生する低温制御電圧発生部と、高温側の温度特性を補償する電圧を発生する高温制御電圧発生部と、を備え、前記複数の可変容量素子の夫々の両端に印加する前記各制御電圧発生部のノイズを同相になるようにしたことを特徴とする温度補償型圧電発振器。
【請求項２】  前記複数の可変容量素子は、前記圧電素子の温度特性の常温を中心として低温側の温度特性を補償する低温部補償用可変容量素子と、高温側の温度特性を補償する高温部補償用可変容量素子であり、前記低温部補償用可変容量素子は前記常温近傍及びそれ以下の温度において、前記圧電発振器の負荷容量が減少するように前記温度補償用電圧発生部により制御されると共に、前記高温部補償用可変容量素子は前記常温近傍及びそれ以上の温度において、前記圧電発振器の負荷容量が増加するように前記温度補償用電圧発生手段により制御されることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型圧電発振器。
【請求項３】  前記低温部補償用可変容量素子と前記高温部補償用可変容量素子とを極性を異なるように並列接続した並列回路を、前記発振器の発振ループに挿入し、前記低温部補償用可変容量素子と高温部補償用可変容量素子との接続点に前記基準制御電圧発生部の出力端を抵抗を介して接続し、前記低温部補償用可変容量素子の他端に前記低温制御電圧発生部の出力端を抵抗を介して接続すると共に、前記高温部補償用可変容量素子の他端に前記高温制御電圧発生部の出力端を抵抗を介して接続することにより、ノイズによる位相雑音を低減することを特徴とする請求項１又は２に記載の温度補償型圧電発振器。
【請求項４】  前記低温部補償用可変容量素子と前記高温部補償用可変容量素子とを極性を異なるように並列接続した並列回路の何れか一方の可変容量素子に直列に容量素子を接続し、前記低温制御電圧発生部の出力電圧と前記高温制御電圧発生部の出力電圧を直流的に分離することを特徴とする請求項３に記載の温度補償型圧電発振器。
【請求項５】  前記可変容量素子はバラクタ、可変容量ダイオード若しくは、印加電圧により容量が可変する半導体デバイスを用いたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の温度補償型圧電発振器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項２は、前記複数の可変容量素子は、前記圧電素子の温度特性の常温を中心として低温側の温度特性を補償する低温部補償用可変容量素子と、高温側の温度特性を補償する高温部補償用可変容量素子であり、前記低温部補償用可変容量素子は前記常温近傍及びそれ以下の温度において、前記圧電発振器の負荷容量が減少するように前記温度補償用電圧発生部により制御されると共に、前記高温部補償用可変容量素子は前記常温近傍及びそれ以上の温度において、前記圧電発振器の負荷容量が増加するように前記温度補償用電圧発生手段により制御されることを特徴とする。
可変容量素子例えば、ＭＯＳバラクタの特性は、印加電圧の上昇と共に非線形に容量値が増加する特性を持っている。従って、常温を基準として低温側に対しては温度が低下すると出力電圧が上昇し、高温側に対しては温度が上昇すると出力電圧が上昇するようにして、その電圧をＭＯＳバラクタに印加すれば、常温を基準として温度が低下すれば容量が減少して周波数を高めるように働き、逆に常温を基準として温度が上昇すれば容量が増加して周波数を低めるように働く。
かかる発明によれば、可変容量素子を周波数温度補償回路に組み込むことにより、温度変化を電圧変化として可変容量素子に印加するので、水晶振動子の温度特性をより細かく補償することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
まず本発明の実施形態を説明する前に、温度補償回路の主たる構成要素であるＭＯＳバラクタについて説明しておく。図１は、可変容量素子のＭＯＳバラクタに印加する電圧と可変容量との一般的な関係を表す図であり、縦軸に可変容量値（Ｃ）、横軸に印加電圧値（端子間電圧値）（ＶＣ）を表す。印加電圧値（ＶＣ）を直線的に変化させると、可変容量値（Ｃ）は図のように非線形に変化する（特性１０）。つまり、印加電圧値０Ｖを中間としてプラス電位側及びマイナス電位値にそれぞれ非線形に変化する特性となり、ＶＣがマイナス電位となると可変容量値（Ｃ）が減少して所定の電位から略一定の容量値となり、電圧変化に対して容量変化がほとんど無くなる。また、ＶＣがプラス電位となると、可変容量値（Ｃ）が増加して所定の電位から略一定の容量値となり、電圧変化に対して容量変化がほとんど無くなる。そして、本発明に基づく水晶発振器は、後述するようにこのようなＭＯＳバラクタの印加電圧と容量の関係（非線形特性）を利用して水晶振動子の温度補償を行ったものである。
図２は本発明の一実施形態に係る温度補償型水晶発振器の回路図である。この温度補償型水晶発振器は、発振用トランジスタＱ１のベース・接地間にコンデンサＣ１１を介して負荷容量の一部となるコンデンサＣ１２とコンデンサＣ１３との直列回路を挿入接続し、この直列回路の接続中点と発振用トランジスタＱ１のエミッタとを接続し、更に接続中点と接地間との間にエミッタ抵抗Ｒ２を挿入接続する。更に、発振用トランジスタＱ１のベースに抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４とから成るベースバイアス回路を接続する。また、周波数温度補償回路の構成は、コンデンサＣ１１とコンデンサＣ１２の接続点からＭＯＳバラクタＢ１（以下、バラクタＢ１と称す）の正極端子とＭＯＳバラクタＢ２（以下、バラクタＢ２と称す）の負極端子の接続点に接続し、更に抵抗Ｒ５を介して温度補償用制御電圧発生回路（温度補償用電圧発生部）２の基準電圧線（基準制御電圧発生部）３に接続する。またバラクタＢ１（低温部補償用可変容量素子）の負極端子から直列にコンデンサＣ１４を接続し、その接続点から抵抗Ｒ６を介して温度補償用制御電圧発生回路２の低温制御電圧線（低温制御電圧発生部）４に接続する。コンデンサＣ１４の他端は水晶振動子ＸとバラクタＢ２（高温部補償用可変容量素子）の正極端子に接続し、その接続点から抵抗Ｒ７を介して温度補償用制御電圧発生回路２の高温制御電圧線（高温制御電圧発生部）５に接続する。そして水晶振動子Ｘの他端は接地される。また、温度補償用制御電圧発生回路２には、温度検出回路（温度検出部）１が接続されている。